破碎頂板施工工藝研究

1、破碎頂板施工工藝研究 1問(wèn)題提出 4314工作面為長(zhǎng)平礦井一個(gè)大采高工作面、大傾角開采工作面，大傾角影響推進(jìn)380m。工作面機(jī)頭低、機(jī)尾高，其中有250m機(jī)頭機(jī)尾高差在20m以上，最大高差達(dá)36.4m，生產(chǎn)過(guò)程中極易造成溜子前竄、支架傾倒、機(jī)尾割不透、機(jī)尾三角區(qū)空頂面積增大等難題，稍有不慎工作面就瀕臨停產(chǎn)。對(duì)此情況，長(zhǎng)平公司制定完善的大傾角大采高破碎頂板工作面回采方案，采用磨機(jī)頭、單向頂溜、打戧柱、工作面?zhèn)蝺A斜推進(jìn)、靠架扶架、降低采高、機(jī)尾擴(kuò)幫、機(jī)尾三角區(qū)打密集柱等多種措施，解決了4314大采高工作面因機(jī)頭機(jī)尾高差過(guò)大、工作面頂板偽頂破碎嚴(yán)重等因素造成的刮板輸送機(jī)前竄、支架歪斜度超標(biāo)、支架擠架

2、咬架、機(jī)尾割不透、機(jī)尾三角區(qū)空頂面積過(guò)大等難題，為工作面的順利回采提供了可靠保障。 2解決方案 2.1刮板輸送機(jī)前竄控制 工作面機(jī)頭機(jī)尾高差過(guò)大，勢(shì)必造成工作面溜子前竄、機(jī)尾割不透、機(jī)頭安全出口不暢等眾多負(fù)面因素，必須從一開始就加強(qiáng)刮板輸送機(jī)的控制工作。（1）工作面采用磨機(jī)頭配合單向頂溜方法調(diào)整，磨三角次數(shù)與長(zhǎng)度視具體情況而定。一般磨三角時(shí)，磨三至五次必須走一個(gè)整循環(huán)，以免造成溜子彎曲度過(guò)大并使溜子反方向移動(dòng)；磨三角過(guò)程中同時(shí)調(diào)整溜子、支架，避免出現(xiàn)溜子、支架在工作面分成臺(tái)階，保證溜子、支架始終成一直線，最大限度保證架間距均勻，推移千斤頂與溜子垂直。（2）機(jī)組割煤通過(guò)后，由機(jī)頭向機(jī)尾依次單向頂

3、溜，逐漸調(diào)整支架框架偏向機(jī)尾方向，利用支架推移框架將溜子頂向機(jī)尾。（3）推移機(jī)頭前在溜子與煤柱間打戧柱，防止推移過(guò)程中溜子下滑。（4）在機(jī)頭磨角效果不明顯時(shí)，需進(jìn)行調(diào)架，即用單體柱調(diào)整支架底座方向；將支架底座擺向機(jī)尾后開始拉架，讓支架底座向機(jī)尾方向擺，以使在推移溜子時(shí)框架受底座限制帶動(dòng)溜子向機(jī)尾方向移動(dòng)。（5）采用單向割煤配合單向頂溜方式。溜子前竄嚴(yán)重時(shí)，機(jī)組從機(jī)尾向機(jī)頭割過(guò)煤后，后方不頂溜，在割至機(jī)頭后空刀返回機(jī)尾，即機(jī)組單向割煤；然后從機(jī)頭向機(jī)尾方向依次單向頂溜，利用支架推移框架將溜子頂向機(jī)尾方向，讓其向機(jī)尾移動(dòng)。（6）將工作面調(diào)成偽傾斜開采，工作面機(jī)頭機(jī)尾保持適當(dāng)?shù)木嚯x（機(jī)頭超前機(jī)尾15

4、20m），回采時(shí)保持工作面?zhèn)蝺A斜。（7）根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況，利用支架側(cè)護(hù)板和單體柱輔助調(diào)架。最大限度的利用側(cè)護(hù)板之間相互作用力，調(diào)節(jié)支架；用單體柱調(diào)架，就是利用單體柱將調(diào)斜的支架的底座進(jìn)行調(diào)架，使支架和框架之間有向上的角度，推溜時(shí)由此角度產(chǎn)生的推溜分力，加之改變推溜方向可以抵消溜子的前竄，達(dá)到控制溜子的作用。調(diào)架必須在移架的過(guò)程中進(jìn)行。（8）采取單體柱輔助頂溜的方法來(lái)控制溜子的前竄下滑。利用單體柱斜向配合框架頂溜配合的方法控制溜子竄前，具體做法為單體柱的一端打在本架的溜槽底部，另一端打在機(jī)頭方向相鄰架的底座上，用遠(yuǎn)程供液操作，與支架推溜千斤頂同時(shí)推溜，利用單體柱增加反方向作用力來(lái)控制溜子。 2.2工

5、作面支架倒架、擠架、咬架控制 （1）升緊工作面支架，達(dá)到初撐力要求。支架在本身重力作用下，存在向機(jī)頭方向傾斜的趨勢(shì)，支架若升不緊達(dá)不到初撐力，勢(shì)必增加倒架的可能性。（2）相鄰支架兩人配合操作，利用支架側(cè)護(hù)板調(diào)架、靠架，利用側(cè)護(hù)板之間的相互作用力，適當(dāng)調(diào)節(jié)支架頂梁帶動(dòng)整個(gè)支架，從而減小支架歪斜度；如本架降架拉出將相鄰機(jī)尾支架的側(cè)護(hù)板收回本架側(cè)護(hù)打出同時(shí)升緊支架。（3）利用機(jī)組靠架：將支架小護(hù)幫板收回，大護(hù)幫板與底板垂直，采煤機(jī)搖臂抬升至適當(dāng)高度，啟動(dòng)采煤機(jī)行走系統(tǒng)進(jìn)行扶架作業(yè)。（4）墊方木減小支架度數(shù)：拉架時(shí)利用吊架千斤吊起支架底座，在支架機(jī)頭側(cè)底座下墊方木，拉架過(guò)程中將方木拉入底座下升緊支架。

6、（5）單體柱調(diào)架、靠架：在降架、拉架、升架過(guò)程中，利用單體柱對(duì)傾斜的支架的頂梁（或立柱）施加側(cè)向作用力，減小支架傾斜角度。（6）控制架間距，防止頂板漏矸影響靠架；如發(fā)生漏矸使用板梁打丁字棚維護(hù)減少漏矸。 2.3工作面采高控制 （1）由于工作面沿走向方向頂板下沉量大，機(jī)組與溜子下臥跟不上頂板下沉速度，工作面下山回采期間采高控制在4.5m左右；機(jī)組臥底量每刀控制在100150mm，采取“臥兩刀平三刀”的方式推進(jìn)。機(jī)組司機(jī)嚴(yán)格控制下臥量，防止溜子下沖嚴(yán)重出現(xiàn)吊溜情況。（2）機(jī)組司機(jī)割煤過(guò)程對(duì)頂?shù)装迤秸冗M(jìn)行控制，杜絕出現(xiàn)馬棚和驢脊梁。 2.4工作面頂板控制 工作面頂板有一層偽頂，穩(wěn)定性較差，同時(shí)由于

7、工作面傾角大，工作面?zhèn)雾敇O易垮落，從而會(huì)使支架蹬空、接頂不實(shí)，造成支架失穩(wěn)、傾倒，就會(huì)嚴(yán)重影響工作面正常生產(chǎn)。需要采取：（1）移超前支架。在工作面?zhèn)雾斊扑閰^(qū)段，及時(shí)移超前支架，使支架前梁擠緊煤幫，護(hù)幫板真正起到護(hù)幫作用。（2）分段停機(jī)移架。因工作面傾角大，工作面割煤與移架工序不能同時(shí)進(jìn)行，如果等煤機(jī)割完一刀后工作面再整體移架，機(jī)道空頂時(shí)間太長(zhǎng)，對(duì)工作面頂板破壞程度大，容易出現(xiàn)掉頂、漏頂現(xiàn)象，為此，采取工作面分段停機(jī)移架方式，每隔1530m停機(jī)移架；在工作面頂板破碎時(shí)，每35m分段停機(jī)移架及時(shí)支護(hù)頂板。（3）帶壓擦頂移架。因工作面傾角較大，如果采用正常操作程序降架移架容易出現(xiàn)抽頂現(xiàn)象，因此，采取

8、帶壓擦頂移架方式進(jìn)行移架操作，使頂梁與頂板保持一定的支撐阻力，帶壓前移。這樣頂板不會(huì)出現(xiàn)明顯松動(dòng)，可有效控制頂板。（4）確保支架初撐力達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。加強(qiáng)乳化泵站的檢修力度和乳化液濃度的配比要求，確保泵站供液輸出壓力不低于30MPa。每班安排專人對(duì)支架進(jìn)行二次補(bǔ)液，確保支架初撐力達(dá)到2430MPa。加強(qiáng)支架維修力度，杜絕支架自動(dòng)卸液現(xiàn)象。（5）采用注漿加固煤體，提高工作面煤幫承載力，并對(duì)破碎頂板進(jìn)行固結(jié)，最大限度增大破碎頂板完整性。采用金鼎加固一號(hào)對(duì)工作面煤壁和頂板進(jìn)行預(yù)加固。注漿采用單排眼形式布設(shè)注漿鉆孔。注漿眼布置在距底板3m處，眼間距5m，深度8m；角度與水平面成25左右；封孔2m，孔徑4

9、2mm。漿液在泵壓的作用下擠壓或滲透到破碎煤巖體的大大小小的裂隙中去，漿液固結(jié)后，以固體的形式充填在裂隙中并與巖體固結(jié)，在巖體內(nèi)形成新的網(wǎng)絡(luò)狀的骨架結(jié)構(gòu)。充分發(fā)揮圍巖的自穩(wěn)能力，并與煤壁原有支護(hù)體系共同作用，從而減輕原有支護(hù)體系承受的載荷，改善煤壁圍巖應(yīng)力分布，大大減小煤壁頂板下沉量。 2.5機(jī)尾三角區(qū)密集棚支護(hù)和煤壁擴(kuò)幫處理 在回采過(guò)程中，工作面機(jī)尾三角區(qū)空頂面積較大，需要在機(jī)尾切頂線和三角區(qū)處進(jìn)行密集棚支護(hù)，密集棚間距400mm，每排布置1214根單體柱支護(hù)。同時(shí)，對(duì)于工作面機(jī)尾割不透的情況，安排專業(yè)隊(duì)組對(duì)機(jī)尾工作面?zhèn)让簬吞崆皵U(kuò)幫1m，為后期回采提供便利條件。 3效果 通過(guò)采用大傾角大采高破碎頂板工作面回采工藝，采取綜合管理措施，4314工作面目前已經(jīng)順利推進(jìn)了260m，在此期間，工作面保證了4刀/d的回采進(jìn)度，未發(fā)生因傾角過(guò)大出現(xiàn)倒架等不良因素導(dǎo)致工作面停產(chǎn)狀態(tài)。該技術(shù)的應(yīng)用，為礦井